一種阻燃維綸纖維及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種阻燃維綸纖維及其制備方法，阻燃維綸纖維的表層為阻燃整理劑與聚乙烯醇縮甲醛的混合物，所述阻燃整理劑為表面改性無機阻燃劑，該阻燃維綸纖維及其制備步驟如下：1)維綸紡絲原液的準備：2)紡絲：3)后處理。本發明專利技術將表面改性無機阻燃劑粉末粘附至維綸紡絲原液的表面，并與維綸紡絲原液表層的聚乙烯醇進行快速混合，隨著維綸紡絲原液固化成型以及縮甲醛處理，表面改性無機阻燃劑在維綸纖維的表層得到固定，形成一種具有皮芯結構的阻燃維綸纖維，具有良好的阻燃效果。

A flame vinylon fiber and preparation method thereof

The invention discloses a flame vinylon fiber and its preparation method, flame vinylon fiber surface for flame retardant and a mixture of polyvinyl formal, the flame retardant finishing agent for the surface modification of inorganic flame retardant, the flame vinylon fiber and its preparation steps are as follows: 1) preparation: 2 PVA spinning spinning): 3) postprocessing. The surface modification of inorganic flame retardant powder adhered to the PVA spinning solution, and the surface of the spinning solution of polyvinyl alcohol PVA mixed with fast curing, dope and vinylon formaldehyde treatment, surface modification of inorganic flame retardant in vinylon fiber surface are fixed, the formation of a flame retardant with skin core structure vinylon fiber, has good flame retardant effect.

【技術實現步驟摘要】
一種阻燃維綸纖維及其制備方法
本專利技術屬于化學纖維
，尤其是涉及一種阻燃維綸纖維及其制備方法。
技術介紹
維綸是聚乙烯醇縮醛纖維的商品名稱，也叫維尼綸。其性能接近棉花，有“合成棉花”之稱，是現有合成纖維中吸濕性最大的品種。在各類阻燃纖維中，阻燃維綸因其兼具高強度、阻燃和吸濕性好等優異性能，受到業內外廣泛關注。“維綸纖維是由PVA的水溶液經濕法紡絲，再和甲醛縮合而制成的一種合成纖維。”阻燃維綸纖維的制備主要有兩種方法，即為接枝共聚和機械混合。接枝共聚是將具有阻燃能力的單體接入到聚乙烯醇的大分子中；機械混合則是在紡織原液中加入阻燃劑。在以上的兩種方法所制備的阻燃維綸纖維為均相的混合，為了獲得較好的阻燃效果往往需要接入或共混較多的阻燃劑，較大的阻燃劑用量會對紡絲工藝以及纖維的機械性能產生較大的影響。在纖維的燃燒過程中，纖維表層首先受到熱的作用，若在纖維的表層分布有較多、穩定性良好的且具有較好的阻燃效果的單體或阻燃劑，即在纖維中阻燃劑是一種非均相的分布則可以阻止燃燒的蔓延。可以認為提高阻燃纖維表層的阻燃劑分布與用量則將有助于提高纖維的阻燃性能，也可以減少阻燃劑的用量。當前，對于阻燃劑非均相分布的阻燃維綸纖維開發較缺乏。
技術實現思路
為克服采用均相混合制備阻燃維綸纖維存在阻燃劑用量大，對纖維的機械性能影響較大的問題，本專利技術提供一種阻燃維綸纖維及其制備方法。本專利技術是通過以下技術實現的：一種阻燃維綸纖維，所述阻燃維綸纖維的表層為阻燃整理劑與聚乙烯醇縮甲醛的混合物，所述阻燃整理劑為表面改性無機阻燃劑。優選地，所述表面改性無機阻燃劑的制備步驟如下：將無機阻燃劑改性液于超聲波條件下處理60～120min后得粘稠膏狀物，將所得粘稠膏狀物經干燥、粉碎得中心粒徑為0.01～0.1μm的表面改性無機阻燃劑。優選地，所述無機阻燃劑改性液的原料重量百分配比為：油酸10～15份、硬酯酸10～15份、蓖麻油酸鈣15～30份、硬酯酸鈣15～30份、三聚氯氰1～5份、無機阻燃劑60～80份。優選地，所述無機阻燃劑三氧化二銻、氫氧化鎂和氫氧化鋁中的一種或幾種。優選地，超聲波的功率為250～350W，頻率為40KHz。阻燃劑的選擇與使用對阻燃維綸的制備至關重要。在常用的阻燃劑中，鹵系、磷系阻燃劑以其阻燃效果好、不影響材料物化性能而得到廣泛的應用。然而，鹵系、磷系阻燃劑最為重要的缺點為聚合物在燃燒時發煙量大、易放出腐蝕性氣體和有害性氣體，容易造成二次危害，雖可達到阻燃作用，但所釋放的氣體將對人體產生重大的傷害。因此，以三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂為代表的無機阻燃劑在應用時是依靠化學分解吸熱以及釋放出水而起到阻燃作用的，以其無毒性、不腐蝕、分解后生成產物化學性質穩定，不會產生二次危害。三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機阻燃劑直接與紡絲進行混合，雖可以達到阻燃，但其用量較大，分散效果欠佳。在本專利技術中，專利技術人對三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機阻燃劑進行表面改性，使表面有機化，大大提高了與聚乙烯醇的相容性，在提高維綸纖維阻燃性能的同時，也對維綸的力學性能有了明顯的改善，對于提高維綸的綜合性能具有重要的意義。在對三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機阻燃劑進行表面改性時，超聲波對改性的順利進行至關重要。一種阻燃維綸纖維的制備方法，制備步驟如下：1)維綸紡絲原液的準備：將經過水洗后的聚乙烯醇溶于80～95℃水中，得到維綸紡絲原液(1)；2)紡絲：由計量泵輸出的維綸紡絲原液(1)經噴絲板(2)噴出后，進入紡絲甬道(3)，攜帶有表面改性無機阻燃劑的工業氮氣由入風口(4)進入紡絲甬道(3)，由出風口(5)吹出，由紡絲甬道(3)而出的維綸紡絲原液(1)被引入凝固浴(6)中固化成型，即得聚乙烯醇纖維；3)后處理：聚乙烯醇纖維經導絲輥(7)、熱壓輥(8)、縮甲醛處理浴(9)、水洗浴(10)、干燥輥(11)，收集得到阻燃維綸纖維(12)。優選地，所述維綸紡絲原液(1)中聚乙烯醇的重量百分比濃度為18～22％。優選地，所述工業氮氣中表面改性無機阻燃劑的濃度為500～2000mg/L，通氣量為0.1～0.3m3/min；所述熱壓輥(8)的溫度為100～120℃，壓力為0.5～1.0MPa。優選地，所述凝固浴(6)為濃度420～450g/L的硫酸鈉；所述縮甲醛處理浴(9)包括50～70g/L甲醛，230～240g/L硫酸、70～80g/L硫酸鈉。優選地，所述紡絲甬道(3)為圓柱形，長度為25～35cm，直徑為20～40cm；所述入風口(4)頂端低于噴絲板(2)出絲口水平位置1～3cm，所述出風口(5)底端高于紡絲甬道(3)最低端1～3cm。傳統利用濕法紡絲設備制備得的維綸為腰圓形的皮芯結構，其組分相同。在本專利技術中，專利技術人設計將表面改性無機阻燃劑與維綸紡絲原液表層的聚乙烯醇進行混合，越到纖維表面，表面改性無機阻燃劑的濃度越高。本專利技術所采用的無機阻燃劑表面經過了有機化改性，與聚乙烯醇混合效果良好。本專利技術所制得的維綸纖維表層雖摻有表面改性無機阻燃劑，但其主體仍為聚乙烯醇，故維綸纖維表層性能與芯層聚乙烯醇相似，受外力的響應也相似，縮甲醛處理后也相似。與傳統的無機阻燃劑在共混紡絲的均勻分散不同，本專利技術著重于將表面改性無機阻燃劑填充于表層的聚乙烯醇中。使其阻燃性能得到充分的發揮，大大提高了無機阻燃劑的直接阻燃效果，即在纖維與火源直接接觸時即被遏制。因此，可以在取得良好阻燃效果時，大大減少無機阻燃劑的用量。在本專利技術中，阻燃維綸纖維采用普通濕法紡絲設備進行紡絲，只需要增加紡絲甬道可以達到紡制阻燃維綸纖維的目的。紡絲甬道的使用是本專利技術得以實現的重要區域。本專利技術所使用的氣體為工業氮氣，其它惰性氣體也同樣適用。工業氮氣靠近噴絲板，攜帶有表面改性無機阻燃劑，在通過紡絲甬道時，工業氮氣與維綸紡絲原液接觸的同時，表面改性無機阻燃劑隨之粘附至維綸紡絲原液的表面并與維綸紡絲原液表層的聚乙烯醇進行快速混合。隨著維綸紡絲原液在凝固浴中固化成型，表面改性無機阻燃劑在維綸纖維的表層得到固定，形成一種具有皮芯結構的阻燃維綸纖維。本專利技術的有益效果在于：1)在超聲波的輔助下，利用油酸、硬酯酸、蓖麻油酸鈣、硬酯酸鈣、三聚氯氰對無機阻燃劑進行有機化表面改性，使所得表面改性無機阻燃劑與聚乙烯醇及其縮甲醛產物都具有良好的相容性；2)將表面改性無機阻燃劑粉末粘附至維綸紡絲原液的表面，并與維綸紡絲原液表層的聚乙烯醇進行快速混合，隨著維綸紡絲原液固化成型以及縮甲醛處理，表面改性無機阻燃劑在維綸纖維的表層得到固定，形成一種具有皮芯結構的阻燃維綸纖維，表面改性無機阻燃劑分布于維綸纖維的表面，具有良好的阻燃效果；3)將表面改性無機阻燃劑填充于維綸纖維的表層，使其阻燃性能得到充分的發揮，大大提高了無機阻燃劑的直接阻燃效果，即在纖維與火源直接接觸時即被遏制，可以在取得良好阻燃效果時，大大減少無機阻燃劑的用量。附圖說明圖1為本專利技術的工藝流程圖。圖中，1-維綸紡絲原液，2-噴絲板，3-紡絲甬道，4-入風口，5-出風口，6-凝固浴，7-導絲輥，8-熱壓輥，9-縮甲醛處理浴，10-水洗浴，11-干燥輥，12-阻燃維綸纖維。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。實施例1本實施例一種阻燃維綸纖維，該阻燃維綸纖維的表層為阻燃整理本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種阻燃維綸纖維，其特征在于，所述阻燃維綸纖維的表層為阻燃整理劑與聚乙烯醇縮甲醛的混合物，所述阻燃整理劑為表面改性無機阻燃劑。

【技術特征摘要】
1.一種阻燃維綸纖維，其特征在于，所述阻燃維綸纖維的表層為阻燃整理劑與聚乙烯醇縮甲醛的混合物，所述阻燃整理劑為表面改性無機阻燃劑。2.根據權利要求1所述的一種阻燃維綸纖維，其特征在于，所述表面改性無機阻燃劑的制備步驟如下：將無機阻燃劑改性液于超聲波條件下處理60～120min后得粘稠膏狀物，將所得粘稠膏狀物經干燥、粉碎得中心粒徑為0.01～0.1μm的表面改性無機阻燃劑。3.根據權利要求2所述的一種阻燃維綸纖維，其特征在于，所述無機阻燃劑改性液的原料重量百分配比為：油酸10～15份、硬酯酸10～15份、蓖麻油酸鈣15～30份、硬酯酸鈣15～30份、三聚氯氰1～5份、無機阻燃劑60～80份。4.根據權利要求3所述的一種阻燃維綸纖維，其特征在于，所述無機阻燃劑三氧化二銻、氫氧化鎂和氫氧化鋁中的一種或幾種。5.根據權利要求2所述的一種阻燃維綸纖維，其特征在于，超聲波的功率為250～350W，頻率為40KHz。6.一種如權利要求1～5所述的阻燃維綸纖維的制備方法，其特征在于，制備步驟如下：1)維綸紡絲原液的準備：將經過水洗后的聚乙烯醇溶于80～95℃水中，得到維綸紡絲原液(1)；2)紡絲：由計量泵輸出的維綸紡絲原液(1)經噴絲板(2)噴出后，進入紡絲甬道(3)，攜帶有表面改性無機阻燃劑的工業氮氣由入...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許云峰，
申請(專利權)人：浙江峰赫紡織有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33